CN110362854B - 一种故障树图形化建模节点布局的自动处理方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开一种故障树图形化建模节点布局的自动处理方法和装置，所述方法包括：步骤1，以面向对象方式定义A类，对存储在Excel表格中的行数据进行描述；步骤2，定义B类，继承A类，将Excel表格中的行数据转化为对象B；步骤3，实现C类，定义故障树节点的信息；包括：节点深度、父节点id、节点id、宽度、高度、是否是逻辑节点、节点对应的B对象；步骤4，将所有的节点分层：步骤5，根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序；将排序之后的C对象列表中所有的节点添加到面板中，并按照自动布局算法进行布局。

Description

一种故障树图形化建模节点布局的自动处理方法、装置

技术领域

本发明涉及故障诊断专家知识管理技术，尤其涉及一种故障树图形化建模节点自动布局方法和装置。

背景技术

故障诊断的基本原理是利用对象领域专家知识，实现快速定位、排查对象故障原因。故障树是目前应用最广泛描述专家知识的表述形式，其对专家知识的描述具有简洁明了、形象直观等特点。

故障树主要元素包括：顶事件、中间事件、底事件以及逻辑对象，如图2所示，其中顶事件表征故障现象、中间事件表征中间故障原因、底事件表征最终故障原因，逻辑对象表征元素间逻辑关系。

故障树建模的过程包括基本信息的录入，故障树节点结构设计，以及各个节点属性录入等操作。故障树由各系统专家根据经验知识进行图形化创建，最终服务于故障诊断系统。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种故障树图形化建模节点自动布局方法和装置，能够专家建模效率。

一种故障树图形化建模节点布局的自动处理方法，包括：

步骤1，以面向对象方式定义A类，对存储在Excel表格中的行数据进行描述；

步骤2，定义B类，继承A类，将Excel表格中的行数据转化为对象B；

步骤3，实现C类，定义故障树节点的信息；包括：节点深度、父节点id、节点id、宽度、高度、是否是逻辑节点、节点对应的B对象；

步骤4，将所有的节点分层：

步骤5，根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序；将排序之后的C对象列表中所有的节点添加到面板中，并按照自动布局算法进行布局。

所述步骤4具体为：

循环遍历B对象列表；

对B对象中的事件种类判断；

如果事件种类是顶事件，则将节点深度设置为0，并将顶事件放在C对象列表中；

依次遍历加入到C对象列表中的事件编号，在B对象列表中找到父节点对应的子节点，将子节点深度加1，同时本层中排序号加1，并将遍历的子节点放在C对象列表中；

循环C对象列表，直至遍历完成。

所述根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序的步骤具体为：

判断节点深度；深度值越大，则节点排序越靠前；

如果深度值相同，则判断本层节点号值；本层节点号越小，则节点排序越靠前。

所述步骤5中的按照自动布局算法进行布局的步骤包括：

步骤51，计算当前节点纵坐标；

步骤52，判断当前节点和上一个节点是否同层，生成第一判断结果；

步骤53，如果第一判断结果为是，则判断当前节点的父节点是否和上一个节点是同一个父节点，生成第二判断结果；

步骤54，如果第二判断结果为是，则计算当前节点的横坐标的值；

步骤55，判断当前节点是否是已计算完坐标节点的父节点，生成第三判断结果；

步骤56，如果第三判断结果为是，则判断当前节点横坐标值是否小于子节点横坐标中间值，生成第四判断结果；

步骤57，如果第四判断结果为是，则移动当前节点横坐标到子节点横坐标中间值；

步骤58，判断当前节点是顶事件或者中间事件，生成第五判断结果；

步骤59，如果第五判断结果为是，则画逻辑符号；

步骤510，该节点逻辑处理完成。

所述方法还包括：

所述步骤52的第一判断结果为否时，计算当前节点横坐标值，并计算上一个节点父节点横坐标的值；

然后跳到步骤55。

所述方法还包括：

所述步骤53的第二判断结果为否时，计算当前节点横坐标值，并计算上一个节点的父节点横坐标的值；然后跳到步骤55。

所述方法还包括：

所述步骤55的第三判断结果为否时，跳到步骤58。

所述方法还包括：

所述步骤56的第四判断结果为否时，移动当前节点的所有子节点，然后跳到步骤58。

所述方法还包括：

所述步骤58的第五判断结果为否时，跳到步骤510。

一种故障树图形化建模节点布局的自动处理装置，包括：

描述单元，以面向对象方式定义A类，对存储在Excel表格中的行数据进行描述；

转换单元，定义B类，继承A类，将Excel表格中的行数据转化为对象B；

定义单元，实现C类，定义故障树节点的信息；包括：节点深度、父节点id、节点id、宽度、高度、是否是逻辑节点、节点对应的B对象；

分层单元，将所有的节点分层：

排序单元，根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序；将排序之后的C对象列表中所有的节点添加到面板中，并按照自动布局算法进行布局。

本发明，使得乱序的节点能自动均匀以树形结构排布在面板中，具有操作简便、简洁、高效、易扩展特点，实现建模过程中调整故障树节点位置后，达到自动排版布局的目的，提高了专家建模效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的实施例故障树图形化建模节点自动布局方法的示意图；

图2为本发明中自动布局算法的流程示意图；

图3为本发明中故障树布局图的示意图；

图4为本发明的对称显示的故障树布局图的示意图；

图5为本发明的实施例故障树图形化建模节点自动布局装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明所述的一种故障树图形化建模节点布局的自动处理方法，包括：

步骤101，以面向对象方式定义A类，对存储在Excel表格中的行数据进行描述；

步骤102，定义B类，继承A类，将Excel表格中的行数据转化为对象B；

步骤103，实现C类，定义故障树节点的信息；包括：节点深度、父节点id、节点id、宽度、高度、是否是逻辑节点、节点对应的B对象；

步骤104，将所有的节点分层：

步骤105，根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序；将排序之后的C对象列表中所有的节点添加到面板中，并按照自动布局算法进行布局。

所述步骤104具体为：

循环遍历B对象列表；

对B对象中的事件种类判断；

如果事件种类是顶事件，则将节点深度设置为0，并将顶事件放在C对象列表中；

依次遍历加入到C对象列表中的事件编号，在B对象列表中找到父节点对应的子节点，将子节点深度加1，同时本层中排序号加1，并将遍历的子节点放在C对象列表中；

循环C对象列表，直至遍历完成。

所述根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序的步骤具体为：

判断节点深度；深度值越大，则节点排序越靠前；

如果深度值相同，则判断本层节点号值；本层节点号越小，则节点排序越靠前。

如图2所示，所述步骤105中的按照自动布局算法进行布局的步骤包括：

步骤51，计算当前节点纵坐标；

步骤52，判断当前节点和上一个节点是否同层，生成第一判断结果；

步骤53，如果第一判断结果为是，则判断当前节点的父节点是否和上一个节点是同一个父节点，生成第二判断结果；

步骤54，如果第二判断结果为是，则计算当前节点的横坐标的值；

步骤55，判断当前节点是否是已计算完坐标节点的父节点，生成第三判断结果；

步骤56，如果第三判断结果为是，则判断当前节点横坐标值是否小于子节点横坐标中间值，生成第四判断结果；

步骤57，如果第四判断结果为是，则移动当前节点横坐标到子节点横坐标中间值；

步骤58，判断当前节点是顶事件或者中间事件，生成第五判断结果；

步骤59，如果第五判断结果为是，则画逻辑符号；

步骤510，该节点逻辑处理完成。

所述方法还包括：

所述步骤52的第一判断结果为否时，计算当前节点横坐标值，并计算上一个节点父节点横坐标的值；

然后跳到步骤55。

所述方法还包括：

所述步骤53的第二判断结果为否时，计算当前节点横坐标值，并计算上一个节点的父节点横坐标的值；然后跳到步骤55。

所述方法还包括：

所述步骤55的第三判断结果为否时，跳到步骤58。

所述方法还包括：

所述步骤56的第四判断结果为否时，移动当前节点的所有子节点，然后跳到步骤58。

所述方法还包括：

所述步骤58的第五判断结果为否时，跳到步骤510。

本发明具有以下有益效果：

本发明提出了一种故障树图形化建模节点布局自动算法，使得乱序的节点能自动均匀以树形结构排布在面板中。该方法具有操作简便、简洁、高效、易扩展特点，实现建模过程中调整故障树节点位置后，达到自动排版布局的目的，提高了专家建模效率。

也就是说，本发明通过至底向上遍历故障树节点，通过对故障树节点数据抽象，对节点进行图形化自动布局，能清晰简明地将故障树节点按照故障树整体结构均匀排布，主要解决建模过程中，专家不断调整故障树节点位置，导致故障树结构混乱的问题，实现故障树节点位置打乱后，通过自动布局算法，各层级节点以树状结构均匀排列。

以下描述本发明的应用场景1：

所述方法包括：

1)以面向对象方式定义A类，对存储在Excel中行数据进行描述。包括故障树的事件编号、事件种类、事件名称、事件逻辑、父节点编号、发生概率、事件影响度、检测方法、检测方法详细描述、检测方法图片、特征值逻辑关系、特征值1、特征值2、特征值3、维修对象。

2)定义B类，继承A类，主要功能是将Excel表格行数据转化为对象B。如设置对象A中的基本属性，将对象A中的特征值1、特征值2、特征值3以及维修对象进行细化处理等，方便后续逻辑处理。

3)实现C类，定义故障树节点的相关信息。包括节点深度、父节点id、节点id，宽度、高度、是否是逻辑节点、节点对应的B对象。

4)将所有的节点分层：循环遍历B对象列表，通过B对象中的事件种类判断如果是顶事件，则将节点深度设置为0，并将顶事件放在C对象列表中。依次遍历加入到C对象列表中的事件编号，在B对象列表中找到父节点对应的子节点，将子节点深度加1，同时本层中排序号加1，并将遍历的子节点放在C对象列表中，循环C对象列表直至遍历完成。

5)根据C对象的排序算法对已经分层好的C对象列表排序。具体排序算法为：先判断节点深度，如果深度值大，则节点排序靠前；如果深度值相同，则判断本层节点号值，本层节点号越小，则节点排序越靠前。

6)将排序之后的C对象列表中所有的节点添加到面板中并按照如图2所示的自动布局算法自动布局。

以下描述本发明的应用场景1：

初始化

1)为每个故障树节点赋初值，包括节点深度、父节点id、节点id，宽度、高度、是否是逻辑节点、节点数据；

2)故障树节点按照自底向上，同层节点按照从左到右排序存储为一个列表；

3)初始化顶事件与边缘的间隔，层级节点高度差，逻辑节点的位置，横向最小间隔，节点横坐标，节点纵坐标，遍历上一个节点的深度、父节点id，遍历节点的高度、宽度，同一个父节点的第一个、最后一个子节点的横坐标，父节点的中心位置Map结构，父节点对应的子节点集合Map结构，是否是同一个父节点的第一个子节点标志位。

故障树自动布局过程

故障树图形化建模节点自动布局算法如图2所示，该过程是一个自底向上，同层节点按照从左到右层次逻辑遍历的过程。由于节点深度已知，故可通过深度值直接计算节点的纵坐标值。自动布局算法主要是动态计算节点横坐标值。

节点横坐标按照最小间隔处理逻辑主要包含以下几种情况：

(1)当前节点和遍历的上一个节点属于同层节点，且和上一个节点属于同一个父节点，则直接计算当前节点的横坐标值。

(2)当前节点和遍历的上一个节点属于同层节点，但是和上一个节点不属于同一个父节点，则计算当前节点横坐标值，并计算上一个节点父节点横坐标的值保存在父节点的中心位置Map结构中。

(3)当前节点和遍历的上一个节点不属于同层节点，则计算当前节点横坐标值，并计算上一个节点父节点横坐标的值保存在父节点的中心位置Map结构中。循环遍历每个节点，直至所有节点遍历完成，遍历完成展示图如图3所示。

为了实现树形结构对称显示，需要对节点的横坐标进行调整，当遍历到当前节点是已计算完坐标节点的父节点时，通过比较当前节点横坐标值与当前节点所有子节点横坐标中间值来调整当前节点的横坐标：

(1)当前节点横坐标值小于子节点横坐标中间值，则移动当前节点横坐标到子节点横坐标中间值，如图4中的节点7所示。

(2)当前节点横坐标值大于子节点横坐标中间值，则移动当前节点的所有子节点，如图4中的节点12所示。至此，已完成了所有节点的横坐标调整。

对于顶事件及中间事件，需要在面板中绘制相应的逻辑节点及其对应的输入输出连线。通过判断节点的事件逻辑属性来确定节点是“与”或者“或”关系将逻辑节点在面板中绘制。通过逻辑节点对应的父节点底端中心坐标值以及子节点顶端中心坐标值计算出相应连线对应的坐标值并将其连接。

如图5所示，为本发明所述的一种故障树图形化建模节点布局的自动处理装置，包括：

描述单元61，以面向对象方式定义A类，对存储在Excel表格中的行数据进行描述；

转换单元62，定义B类，继承A类，将Excel表格中的行数据转化为对象B；

定义单元63，实现C类，定义故障树节点的信息；包括：节点深度、父节点id、节点id、宽度、高度、是否是逻辑节点、节点对应的B对象；

分层单元64，将所有的节点分层：

排序单元65，根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序；将排序之后的C对象列表中所有的节点添加到面板中，并按照自动布局算法进行布局。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种故障树图形化建模节点布局的自动处理方法，其特征在于，包括：

步骤1，以面向对象方式定义A类，对存储在Excel表格中的行数据进行描述；

步骤2，定义B类，继承A类，将Excel表格中的行数据转化为对象B；

步骤3，实现C类，定义故障树节点的信息；包括：节点深度、父节点id、节点id、宽度、高度、是否是逻辑节点、节点对应的B对象；

步骤4，将所有的节点分层：

步骤5，根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序；将排序之后的C对象列表中所有的节点添加到面板中，并按照自动布局算法进行布局；

其中，所述步骤5中的按照自动布局算法进行布局的步骤包括：

步骤51，计算当前节点纵坐标；

步骤52，判断当前节点和上一个节点是否同层，生成第一判断结果；

步骤53，如果第一判断结果为是，则判断当前节点的父节点是否和上一个节点是同一个父节点，生成第二判断结果；

步骤54，如果第二判断结果为是，则计算当前节点的横坐标的值；

步骤55，判断当前节点是否是已计算完坐标节点的父节点，生成第三判断结果；

步骤56，如果第三判断结果为是，则判断当前节点横坐标值是否小于子节点横坐标中间值，生成第四判断结果；

步骤57，如果第四判断结果为是，则移动当前节点横坐标到子节点横坐标中间值；

步骤58，判断当前节点是顶事件或者中间事件，生成第五判断结果；

步骤59，如果第五判断结果为是，则画逻辑符号；

步骤510，该节点逻辑处理完成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体为：

循环遍历B对象列表；

对B对象中的事件种类判断；

如果事件种类是顶事件，则将节点深度设置为0，并将顶事件放在C对象列表中；

依次遍历加入到C对象列表中的事件编号，在B对象列表中找到父节点对应的子节点，将子节点深度加1，同时本层中排序号加1，并将遍历的子节点放在C对象列表中；

循环C对象列表，直至遍历完成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序的步骤具体为：

判断节点深度；深度值越大，则节点排序越靠前；

如果深度值相同，则判断本层节点号值；本层节点号越小，则节点排序越靠前。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述步骤52的第一判断结果为否时，计算当前节点横坐标值，并计算上一个节点父节点横坐标的值；

然后跳到步骤55。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述步骤53的第二判断结果为否时，计算当前节点横坐标值，并计算上一个节点的父节点横坐标的值；然后跳到步骤55。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述步骤55的第三判断结果为否时，跳到步骤58。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述步骤56的第四判断结果为否时，移动当前节点的所有子节点，然后跳到步骤58。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述步骤58的第五判断结果为否时，跳到步骤510。

9.一种故障树图形化建模节点布局的自动处理装置，其特征在于，包括：

描述单元，以面向对象方式定义A类，对存储在Excel表格中的行数据进行描述；

转换单元，定义B类，继承A类，将Excel表格中的行数据转化为对象B；

定义单元，实现C类，定义故障树节点的信息；包括：节点深度、父节点id、节点id、宽度、高度、是否是逻辑节点、节点对应的B对象；

分层单元，将所有的节点分层：

排序单元，根据C对象的排序算法，对已经分层好的C对象列表排序；将排序之后的C对象列表中所有的节点添加到面板中，并按照自动布局算法进行布局；

其中，所述排序单元进一步用于：

步骤51，计算当前节点纵坐标；

步骤52，判断当前节点和上一个节点是否同层，生成第一判断结果；

步骤53，如果第一判断结果为是，则判断当前节点的父节点是否和上一个节点是同一个父节点，生成第二判断结果；

步骤54，如果第二判断结果为是，则计算当前节点的横坐标的值；

步骤55，判断当前节点是否是已计算完坐标节点的父节点，生成第三判断结果；

步骤56，如果第三判断结果为是，则判断当前节点横坐标值是否小于子节点横坐标中间值，生成第四判断结果；

步骤57，如果第四判断结果为是，则移动当前节点横坐标到子节点横坐标中间值；

步骤58，判断当前节点是顶事件或者中间事件，生成第五判断结果；

步骤59，如果第五判断结果为是，则画逻辑符号；

步骤510，该节点逻辑处理完成。